Am Anfang einer Innovation steht das Ziel, Kunden mit einer Neu- oder Weiterentwicklung einen Produktions- und Wettbewerbsvorteil zu verschaffen. So auch im Fall des InnoDry Block – also des Teils der Verpackungsanlage nach der Etikettierung –, den KHS erstmals auf der interpack präsentiert. Kompakte, verblockte Anlagenteile stehen bei Kunden zunehmend hoch im Kurs. Entsprechend bietet KHS bereits eine ganze Reihe von Lösungen an – vornehmlich im Zusammenhang mit der Abfüllung in PET-Flaschen. „Eine geblockte Linie bewirkt kürzere Transportstrecken“, erklärt Hans-Werner Holzer, Product Manager Palettizing bei KHS in Worms. „Sie ist platzsparend, und dadurch, dass sie weniger Elemente umfasst, erfordert sie einen geringeren Wartungsaufwand und weniger Ersatzteile. Auf diesem Weg wollen die Kunden verständlicherweise immer weitergehen. Und da sie gesehen haben, welchen Effekt die Verblockung am Anfang einer KHS-Linie hat, wollen sie Ähnliches auch an deren Ende erreichen.“

Formatwechsel ohne Einstellarbeiten

Dass das nicht ganz so einfach ist, erklärt Karl-Heinz Klumpe, Product Manager Packaging bei KHS in Kleve: „Wenn ein Kunde uns sagt, dass er eine bestimmte Lösung wünscht, fragen wir natürlich nach, welche Effekte er im Einzelnen damit erzielen möchte. In Workshops und intensiven Gesprächen mit ihm ermitteln wir, welche ganz konkreten Herausforderungen und Bedürfnisse er hat.“ Im Trockenendbereich ist das im Wesentlichen der einfache Pack-Transport auf kurzen Strecken, der keine Führung erfordert, so dass bei Formatwechsel keine Einstellarbeiten erforderlich sind. Dabei sind im Bereich der Verpackung von Einweggebinden allerdings zwei besondere Aspekte zu beachten: „Die eine Besonderheit ist, dass es trotz der angestrebten kurzen Wege einen Puffer geben muss, damit der Schrumpftunnel leergefahren werden kann. Dieser Puffer soll verhindern, dass die Gebinde sich im Tunnel aufstauen, wo sie überhitzt und beschädigt oder zerstört würden und als Folge davon Wartungsarbeiten am Tunnel erforderlich machen, die ein schnelles Wiederanfahren der gesamten Verpackungslinie verhindern würden. Die andere Anforderung besteht in der Lagenbildung, die die kontinuierliche Verarbeitung im Palettierer und die Stabilität der gepackten Palette zu ermöglichen“, erklärt Klumpe.

Der Tragegriffspender wurde in die Verpackungsmaschine eingebaut und bringt die Griffe auf die Folie auf, bevor diese um die Flaschenformation gewickelt wird.
Der Tragegriffspender wurde in die Verpackungsmaschine eingebaut und bringt die Griffe auf die Folie auf, bevor diese um die Flaschenformation gewickelt wird.

Automatische Anpassung

Um die erste dieser beiden Herausforderungen zu lösen, wurde ein intelligentes Puffersystem in die Anlage integriert, das die Transportlänge entsprechend der Anzahl der Packs zwischen Verpackungs- und Palettiermaschine automatisch anpasst. Dabei fährt ein U-förmiges Transportstück auf zwei parallel liegenden, geraden Transportstrecken vor und zurück, je nachdem wie groß der Bedarf an Pufferfläche ist. Die Gebinde bleiben dabei immer in einem definierten Abstand zueinander – anders als bei normalen Transportstrecken mit Stauröllchen, auf denen die Produkte beim Aufstauen seitlich ausbrechen können und deshalb durch Geländer geführt werden müssen. Das neue System ermöglicht nicht nur eine sehr kompakte Bauweise, sondern erspart das in der Praxis sonst bei Formatwechsel erforderliche Umstellen von längeren Transportstrecken, das sowohl Arbeitskraft und -zeit bindet als auch Stillstandzeiten verursacht. „Als Alternative gibt es zwar auch automatische Geländerverstellungen“, stellt Klumpe fest, „aber gemäß unserem Motto ‚Weniger ist mehr‘ wollten wir auf jegliche Art von Führungen in diesem Bereich verzichten.“

Integrierter Tragegriffspender

Mit dem flexiblen Puffer alleine ist es jedoch nicht getan: „Um für den InnoDry Block eine wirklich kurze Transportstrecke zu erzielen, müssen alle zusätzlichen Manipulationssysteme und Maschinen eliminiert und in die Verpackungsanlagen bzw. den Palettierer integriert werden“, erklärt der Spezialist für Verpackungsanlagen. Hier punktet KHS mit einer weiteren Innovation: Der Carry Strip Master, der im Normalfall die bereits eingeschweißten Gebinde mit einem selbstklebenden Tragegriff versieht, wurde in die Verpackungsmaschine integriert. Dort werden die Griffe jetzt schon beim Abwickeln der Folie von der Rolle aufgebracht, bevor die Folie um die Flaschenformation gewickelt wird. Gesteuert wird der Tragegriffspender über die Steuerung der Verpackungsanlage. Dadurch sind Eingriffe des Bedieners in die Transportstrecke nicht mehr erforderlich; er kann sich ganz auf den Packer und den Palettierer konzentrieren.

Die zweite Aufgabe bei der Verblockung im Trockenbereich ohne seitliche Führung ist das präzise Greifen der Gebinde in der Gruppierstation vor dem Einlauf in den Palettierer. Hans-Werner Holzer legt dar, worauf es dabei ankommt: „Aus der Verpackungsmaschine kommen die Packs in der Regel einheitlich quer zur Laufrichtung heraus. Auf der Palette müssen sie jedoch abwechselnd quer und längs platziert werden, und das von Lage zu Lage an jeweils unterschiedlichen Positionen. Der Effekt ist ähnlich wie bei einer Mauer: Erst durch den Verbund der Packs entsteht die Stabilität, die für den sicheren Transport der Paletten nötig ist.“ Als weiterer wichtiger Aspekt kommt hinzu, dass der Platz auf der Palette möglichst optimal ausgeschöpft werden soll.

»Eine geblockte Linie ist platz­sparend und erfordert einen geringeren Wartungsaufwand sowie weniger Ersatzteile.«

Hochdynamisches Manipulationssystem

Die KHS-Lösung, mit der die Packs jetzt umsortiert und in Formation gebracht werden, verzichtet auf das heute typische Aufstauen und Zuteilen der Gebinde am Palettiererzulauf. Somit werden die Gebinde nicht mehr zu einem fixen Zugriffszeitpunkt und an einem fixen Zugriffsort, sondern kontinuierlich dem Palettierer zugeführt. Damit sie weiterhin sicher und zuverlässig gegriffen und manipuliert werden können, sind innovative Technolo­gien nötig: Ein Kamerasystem erfasst die Position und Lage der einzelnen Gebinde und stellt diese Informationen dem Manipulations­system zur Verfügung. So ­fallen selbst kleinste Drehungen eines einzelnen Packs auf und können ausgeglichen werden. „Diese spezielle Laserkamera liefert kein Bild im herkömmlichen Sinne, sondern die Höhenlinien des Packs – wenn Sie so wollen ein 3D-Modell“, beschreibt Holzer die Funktionsweise. „Diese Informationen erhält dann das Manipulationssystem. Durch den Abgleich mit den ihm vorliegenden Daten weiß es, wie das Pack aussieht, wo es steht und ob es vielleicht einen Winkelversatz aufweist. Somit wird ein sicheres Greifen der Packs auch ohne zuvor erfolgte Ausrichtung durch Führungen ermöglicht.“ Die Manipulations­sys­teme müssen hochdynamisch und zugleich produkt­schonend die Gebinde manipulieren. Dazu kommen neu entwickelte Roboter zum Einsatz, die ihre Bewegung mit der Geschwindigkeit des Transport­elements synchronisieren und die Gebinde ohne Differenzgeschwindigkeit verschieben und drehen. Durch geringe Massen und spezielle Bewegungssteuerungen sind diese Roboter besonders dynamisch – eine notwendige Voraussetzung für die Verarbeitung von Lightweight-Behältern.

Im KHS InnoDry Block kommt ein hochdynamisches Manipulationssystem zum Einsatz, um präzise Lagenbilder zu erstellen.
Im KHS InnoDry Block kommt ein hochdynamisches Manipulationssystem zum Einsatz, um präzise Lagenbilder zu erstellen.

Auf diese Roboter ist Holzer auch deshalb so stolz, weil sie bisher in der Getränkeindustrie noch gar nicht eingesetzt werden. „Das ist ein ganz spezieller Roboter, der genauso wie das Kamerasystem eigens für diese Lösung entwickelt worden ist“, freut er sich. „Das ist ein gutes Beispiel dafür, dass wir Innovationen wie den ­InnoDry Block nicht nur in enger Zusammenarbeit mit unseren Kunden, sondern wie in diesem Fall auch Hand in Hand mit unseren Lieferanten entwickeln – open innovation at its best“, resümiert Holzer und betont abschließend, dass das hier vorgestellte System nicht nur produktschonender und effizienter ist als derzeitige Systeme, sondern auch einen weiteren Schritt in Richtung „bedienerlose Anlage“ darstellt.

Ihre Ansprechpartner zum Thema

Hans-Werner Holzer
Product Manager Palletizing
KHS GmbH, Worms

Telefon: +49 6247 973351
E-Mail: hans-werner.holzer@khs.com

Karl-Heinz Klumpe
Product Manager Packaging
KHS GmbH, Kleve

Telefon: +49 02821 503-212
E-Mail: karl-heinz.klumpe@khs.com